Каждый год горные гуси вида Anser indicus совершают перелёт из Монголии в Индию и обратно, пересекая самые высокие горы в мире. Возникает ощущение, что птицы не прикладывают для этого никаких сверхусилий, но если изучить их передвижения подробно, то выясняется, что в процессе эволюции гуси научились использовать в своих целях саму природу.
Исследователи из Бангорского университета в Великобритании провели наблюдения за перелётами горных гусей и выяснили, как этим трёхкилограммовым птицам удаётся совершать столь длительные и протяжённые путешествия. Оказалось, что вместо того чтобы подниматься высоко в небо, A. indicus летают близко к земле, и используют воздушные потоки, как американские горки, чтобы экономить силы.
В целом, зоологи считают горных гусей одним из самых удивительных видов перелётных птиц. Масса тела особи составляет 98% от максимального птичьего веса, однако учёные зафиксировали, что эти существа способны летать на высоте 7290 метров. На таких расстояниях над уровнем моря человеку потребовался бы дополнительный кислород для дыхания. То есть воздух там настолько разреженный, что для совершения любого движения требуются дополнительные усилия.
"В ходе нашего исследования мы стремились выяснить, как высоко летают горные гуси, каковы их маршруты перелётов и стратегии выживания в экстремальных погодных условиях, а также сколько энергии эти птицы затрачивают на один полёт и насколько тяжело он им даётся", — рассказывает ведущий автор исследования Чарльз Бишоп (Charles Bishop).
Доктор Бишоп и его коллеги изучали данные со спутников за 2011-2012 годы. Анализ показал, что эти птицы чаще всего совершают перелёты либо ранним утром, либо ночью, когда температура разреженного воздуха достаточно низкая, и плотность его выше. Таким образом гуси используют свойства воздуха для получения дополнительной подъёмной силы и тяги.
Затем зоологи провели эксперимент на животных в лаборатории. Гусей поставили на специальные беговые дорожки и создали условия пониженного содержания кислорода для имитации больших высот. Опыт показал, что птицы способны не снижать максимальной скорости в течение 15 минут. Люди, разумеется, на такое не способны, такое умение уникально для горных гусей.
Чтобы узнать больше о том, как A. indicus совершают перелёты при естественных для себя условиях, Бишоп и его команда прикрепили трубки с датчиками для измерения температуры тела, давления, пульса и сердечного ритма (ЧСС) к семи особям. Затем исследователи выпустили птиц на волю в Монголии.
Часть показаний замерялись каждые 30 секунд, а часть — каждые 2 минуты. В целом, наблюдения проводились в течение года, то есть до тех пор, пока учёные не поймали вновь четыре из семи подопытных птиц. Чувствительные датчики помогли измерить не только физиологическое состояние животных, но и условия среды, в которой они пребывали в ходе перелёта.
Итоговый анализ полученных данных выявил удивительную стратегию перелётов у гусей. В отличие от многих видов птиц, которые мигрируют между Северной и Южной Америкой или Африкой и Европой, горные гуси не поднимаются на несколько тысяч метров, пользуясь попутным ветром.
Вместо этого A. indicus "катаются" по воздушным каналам, словно по американским горкам, то поднимаясь высоко вверх, то спускаясь максимально близко к земле. Об этом Бишоп и его коллеги сообщают в статье, опубликованной в журнале Science.
В среднем гуси летают на высоте около 4500 метров, но часто её меняют. Например, одна из четырёх особей однажды снизилась до 1000 метров всего за 20 минут, а затем поднялась до 2000 метров в течение следующих 1,5 часов.
Как поясняют зоологи, когда птицы летят высоко, то они машут крыльями не только быстрее, но и с большей амплитудой, чтобы оставаться в воздухе. Эта необходимость приводит к экспоненциальному росту ЧСС, которая порой достигает около 450 ударов в минуту. На более низких высотах, где кислород более концентрирован, частота сердечных сокращений оказывается значительно ниже — около 300 ударов в минуту.
Интереснее всего то, что даже при наборе высоты гуси не затрачивали такое количество энергии, как при поддержании постоянной высоты в несколько тысяч километров. Это означает, что птицы фактически подхватывали воздушные потоки и использовали их тягу, чтобы набрать необходимую высоту.
"Однако важно отметить, что при сердечном ритме около 330 ударов в минуту птицы большую часть времени передвигаются на пределе своих физиологических возможностей, даже несмотря на чрезвычайно сложные условия среды", — рассказывает доктор Бишоп.
Учёные сообщают, что результаты данного исследования представляют собой очередной важный пример того, как животные в дикой природе учатся использовать её явления, чтобы перемещаться с минимальными затратами драгоценной энергии.
